有機化合物的熱氧化過程是一系列的自由基鏈式反應，在熱、光或氧的作用下，有機分子的化學鍵發生斷裂，生成活潑的自由基和氫過氧化物。氫過氧化物發生分解反應，也生成烴氧自由基和羥基自由基。這些自由基可以引發一系列的自由基鏈式反應，導致有機化合物的結構和性質發生根本變化。抗氧劑的作用是消除剛剛產生的自由基，或者促使氫過氧化物的分解，阻止鏈式反應的進行。能消除自由基的抗氧劑有芳香胺和受阻酚等化合物及其衍生物，稱為主抗氧劑；能分解氫過氧化物的抗氧劑有含磷和含硫的有機化合物，稱為輔助抗氧劑。
       1、芳香胺類抗氧劑

芳香胺類抗氧劑，又稱為橡膠防老劑，是生產數量最多的一類，這類抗氧劑價格低廉，抗氧效果顯著，但由于使制品變色，限制了它們在淺色和白色制品方面的應用，主要用在塑料、合成纖維、乳膠、石油制品、食品、藥物和化妝品中。重要的芳香胺類抗氧劑有：二苯胺、對苯二胺和二氫喹啉等化合物及其衍生物或聚合物，可用在天然橡膠、丁苯橡膠 、氯丁橡膠和異戊橡膠等制品中。

受阻酚類抗氧劑是一些具有空間阻礙的酚類化合物，它們的抗熱氧化效果顯著,不會污染制品,發展很快。這類抗氧劑的品種很多,重要的產品有：2，6-三級丁基-4-甲基苯酚、雙（3，5-三級丁基-4-羥基苯基）硫醚、四〔β-(3，5-三級丁基-4-羥基苯基)丙酸〕季戊四醇酯等。這類抗氧劑主要用在塑料、合成纖維、乳膠、石油制品、食品、藥物和化妝品中。(右圖為受阻酚類抗氧劑的結構）

硫代二丙酸雙酯是一類輔助抗氧劑，常與受阻酚類抗氧劑并用，效果顯著，如：硫代二丙酸雙酯，常與受阻酚類抗氧劑并用，效果顯著，主要產品有：雙十二碳醇酯、雙十四碳醇酯和雙十八碳醇酯。

亞磷酸酯也是輔助抗氧劑 ，主要產品有：三辛酯、三癸酯、三（十二碳醇）酯和三(十六碳醇)酯等。